35 kV/6 kV變壓器常見故障分析及處理對策

徐艷聰

(山西陽泉煤業(集團)有限責任公司發供電分公司，山西 陽泉 045000)

35 kV/6 kV變壓器常見故障分析及處理對策

徐艷聰

(山西陽泉煤業(集團)有限責任公司發供電分公司，山西 陽泉 045000)

以35 kV/6 kV變壓器為例，探究變壓器幾種常見故障，并分析其原因，從而提出相應的預防處理對策。

35 kV/6 kV變壓器；故障；處理

0 引言

電力系統安全穩定運行，關乎整個國民生產的高效穩定，關乎每個人的生活質量。電力系統的任何一個環節出現問題都會影響電力供應，而變壓器又是整個電力傳輸的樞紐，一旦出現事故，不僅會對電網造成沖擊，而且會給電力企業帶來不可估量的經濟損失，所以分析變壓器的故障原因，探討相應的預防處理對策是客觀需要且必要的。

1 35 kV/6 kV變壓器介紹

變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯(或磁芯)中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓(或電流)。35 kV/6 kV變壓器電壓等級35 kV，變壓比：35 kV/6 kV，是一種靜止的電氣設備[1]，主要由鐵芯、繞組、分接開關、絕緣套管和引線、油箱和冷卻裝置、保護裝置等組成。

35 kV/6 kV變壓器應用廣泛，可以作為電站廠用變壓器，也可以作為降壓變壓器，供電壓等級為6 kV的大型動力設備用戶使用。可以說，35 kV/6 kV變壓器是電力系統中重要的一環，它的運行狀態要實時監測，發現故障現象要及時處理。

2 變壓器絕緣故障分析及處理

2.1 故障分析

絕緣系統是保證電力變壓器正常運行及工作效率的基本條件，變壓器的使用壽命是由絕緣材料的壽命決定的，且變壓器總故障的85%是絕緣系統故障[2]。(1) 絕緣老化。隨著運行時間的不斷增加，變壓器內部的絕緣材料會老化或損傷、發黑、脆弱，最后失去絕緣能力。由于絕緣老化的因素，變壓器的平均壽命僅有17.8年，大大低于生產預期壽命的35～40年[3]。(2) 絕緣受潮。在變壓器運行過程中，絕緣油會吸收空氣中的水分，增加導電性能和電離分解，進而腐蝕電線接頭。(3) 絕緣體含污。在制造過程中，絕緣成型件、絕緣筒等絕緣件表面可能殘留污垢，產生發熱現象，失去絕緣功效；或者絕緣件在制作過程中會吸附一部分氣體，運行過程中氣體電離，局部產生高熱，擊穿絕緣體。

2.2 預防處理對策

(1) 定期采用自流電阻檢測法對變壓器的絕緣值和電阻值進行測量，判斷絕緣紙的完好程度，絕緣材料是否老化嚴重、是否需要更換等。(2) 定期進行預防性試驗來檢測變壓器是否受潮。著重檢測與變壓器是否受潮有關的幾項數據，如絕緣電阻、吸收比、極化指數、介質損耗、繞組泄漏電流等，當我們通過技術手段判斷其因為受潮而導致絕緣故障時，可采取離線或在線措施對其進行烘干[3]。離線處理方法是根據變壓器容量大小和結構形式來確定加熱升溫和排潮方式，包括采用油箱鐵損、短路鐵損或熱油噴淋方法等；在線處理方法有利用變壓器正常運行時產生的空載損耗和負載損耗作為發熱源，使變壓器絕緣紙中的水分逐步滲透到變壓器油中，再利用在線濾油裝置除去變壓器油中的水分，然后變壓器油通過進口過濾器進入真空容器內等。(3) 在絕緣件制造過程中，謹防雜質、污垢、氣體摻入。關鍵在于制造廠家是否按照規程進行生產，偷工減料、疏忽大意的行為應該杜絕，并對相關人員予以嚴懲。

3 變壓器短路故障分析及處理

3.1 故障分析

變壓器突然發生短路時，其高、低壓繞組可能同時通過數十倍于額定電流的短路電流，產生很大的熱量，使變壓器嚴重發熱。一旦變壓器發生短路故障，無論是出口短路、對地短路還是相間短路，對變壓器的損害都相當大，后果非常嚴重。(1) 變壓器抗短路電流的能力不夠，熱穩定性差。短路故障發生后，變壓器的一、二次側繞組同時通過非常大的短路電流，會伴隨大量熱量產生，導致繞組受損、絕緣材料燒毀，從而形成變壓器擊穿及損毀事故。據統計，此類故障呈大幅上升趨勢，約占總事故的50%以上。(2) 短路電動力引起的繞組變形故障。由于繞組中漏磁的存在，載流導線在漏磁作用下受到電動力的作用，特別是突然短路時，電動力最大，會使繞組變形損壞。在繼電保護裝置的快速反應下，沖擊力將減少到最小，變形量也會得到控制，不至于影響變壓器正常工作。然而，不及時進行處理，會因累積效應而對繞組造成不可逆的變形損壞。

3.2 預防處理對策

(1) 提高變壓器抗短路故障的能力[4]。可以從工藝和材料方面進行改進，例如采用繞組墊塊、繞組繞制、繞組整體套裝、內繞組的撐緊、器身裝配時的緊固等措施。在變壓器正式運行之前，要按照國家標準GB1094.5對變壓器抗短路能力進行試驗，必須將施加電流及持續時間嚴格限制在標準規定的偏差之內。(2) 變壓器繞組變形檢測[5]。采用繞組變形測試儀進行分析判斷，對變壓器繞組施加10 kHz～1 MHz高頻脈沖，由計算機記錄脈沖波形曲線并加以儲存。試驗人員根據正常波形與故障后波形變化的對比和分析，可以比較科學地判斷變壓器繞組變形情況，然后根據繞組變形程度，制訂合理的變壓器檢修周期，這是提高變壓器抗短路能力的一項有效措施。

4 變壓器異常運行故障分析及處理

4.1 故障分析

變壓器在事故發生之前或者事故最初階段常常伴有異常運行情況出現。(1) 異常噪聲[6]。變壓器運行時，突然發出不均勻或特殊響聲，聲音大且尖銳，多數情況是電壓問題，還有一些噪聲可能來自于螺栓松動等安裝問題，另外一些是因為懸浮電位使得各個零部件在漏磁場的作用下發出放電聲響。(2) 油溫異常。若非散熱器問題，則有可能是鐵芯異常發熱。鐵芯發熱是渦流引起鐵芯穿芯螺絲絕緣損壞造成的，因為渦流會使鐵芯長期過熱，破壞鐵芯片間絕緣，使得鐵芯損耗增大。油溫升高會導致油劣化速度加快，繼續升高會引起油的劣化分解。

4.2 預防處理對策

(1) 異常噪聲處理對策。噪音為尖銳的聲響時，很可能是系統電壓過高引起。這時用萬用表測量低壓側電壓，在保證供電安全的前提下，合理選擇高壓側分接頭調低電壓，可消除變壓器過勵現象，同時降低變壓器的噪音。若噪音來自于共振，則緊固外殼鋁板，將外殼板固定好之后，對變形的部分進行校正。接下來觀察風機是否松動，緊固風機固定螺栓；若由于外罩變形與風機葉輪摩擦產生噪音，則需要對外罩整形。如果依然存在共振噪聲，檢查變壓器其他零部件，如絕緣支座、零序電流互感器等是否松動并緊固。若噪音為“吱吱”聲，可能為懸浮電位放電造成，在停電檢修時，將接觸部位絕緣覆蓋漆除掉即可，不影響變壓器正常運行。(2) 油溫異常處理對策。及時調整負荷運行方式，降低變壓器負載，跟蹤記錄變壓器繞組的溫度，如果溫度繼續升高，則直接斷電；加強配電室的通風效果，降低環境溫度，以便變壓器散熱。檢修時用吹塵器徹底清掃變壓器繞組、鐵芯上的積灰，加裝變壓器冷卻裝置給鐵芯散熱。

5 結語

變壓器在電力系統中發揮著重要的作用，對于變壓器的保護，除了繼電保護裝置外，對檢查管理人員的安全防范意識和故障預防措施的要求也很高。一旦變壓器出現故障，維修周期一般較長，給電力企業帶來的損失不可估量。本文通過分析變壓器常見故障原因以及處理措施，總結出以下3點經驗：故障預防永遠要比故障處理更重要；及時發現故障及故障原因，第一時間消除故障，以防事故擴大；對于已發故障，要將故障徹底處理好之后，檢查非故障發生部位是否受到影響，以排除隱患。

[1]丁曉剛，崔健.變壓器故障的分析及處理措施[J].技術與市場，2012，19(7):70～71

[2]陳世杰.變壓器常見事故及反事故措施分析[D].華北電力大學，2012

[3]高遵良.電力變壓器常見故障的分析與典型故障的處理[J].科技致富向導，2013(35)：188

[4]李文征，李秀章，張福廣.變壓器短路故障后的診斷及分析[J].天津電力技術，2009(4):5～7

[5]麻楓樺，任翔.電力變壓器的短路故障與改進措施[J].新疆電力，2006(3):23～25

[6]年泓昌，蘇鵬飛，董志國.干式變壓器常見故障分析與處理[J].電工電氣，2012(5):43～46

2014-11-06

徐艷聰(1975—)，女，山西交城人，電氣工程師，研究方向：工業電氣自動化。